﻿#ifndef ___PCLIB_S_SM4___
#define ___PCLIB_S_SM4___


#include "../m_core/m_core.hpp"
#include "s_crypto_base.hpp"



/**
*@brief        国密SM4算法的参数
*/
//系统参数FK
static const unsigned int PCSM4BOX_FK[4] = { 0xa3b1bac6, 0x56aa3350, 0x677d9197, 0xb27022dc };
//固定参数CK
static const unsigned int PCSM4BOX_CK[32] = { 0x00070e15, 0x1c232a31, 0x383f464d, 0x545b6269, 0x70777e85, 0x8c939aa1, 0xa8afb6bd, 0xc4cbd2d9, 0xe0e7eef5, 0xfc030a11, 0x181f262d, 0x343b4249, 0x50575e65, 0x6c737a81, 0x888f969d, 0xa4abb2b9, 0xc0c7ced5, 0xdce3eaf1, 0xf8ff060d, 0x141b2229, 0x30373e45, 0x4c535a61, 0x686f767d, 0x848b9299, 0xa0a7aeb5, 0xbcc3cad1, 0xd8dfe6ed, 0xf4fb0209, 0x10171e25, 0x2c333a41, 0x484f565d, 0x646b7279 };
//S盒，算法的唯一非线性变换部分。8比特的输入产生8比特的输出。
static const unsigned char PCSM4BOX_S[16][16] =
{
    { 0xd6, 0x90, 0xe9, 0xfe, 0xcc, 0xe1, 0x3d, 0xb7, 0x16, 0xb6, 0x14, 0xc2, 0x28, 0xfb, 0x2c, 0x05 }, { 0x2b, 0x67, 0x9a, 0x76, 0x2a, 0xbe, 0x04, 0xc3, 0xaa, 0x44, 0x13, 0x26, 0x49, 0x86, 0x06, 0x99 },
    { 0x9c, 0x42, 0x50, 0xf4, 0x91, 0xef, 0x98, 0x7a, 0x33, 0x54, 0x0b, 0x43, 0xed, 0xcf, 0xac, 0x62 }, { 0xe4, 0xb3, 0x1c, 0xa9, 0xc9, 0x08, 0xe8, 0x95, 0x80, 0xdf, 0x94, 0xfa, 0x75, 0x8f, 0x3f, 0xa6 },
    { 0x47, 0x07, 0xa7, 0xfc, 0xf3, 0x73, 0x17, 0xba, 0x83, 0x59, 0x3c, 0x19, 0xe6, 0x85, 0x4f, 0xa8 }, { 0x68, 0x6b, 0x81, 0xb2, 0x71, 0x64, 0xda, 0x8b, 0xf8, 0xeb, 0x0f, 0x4b, 0x70, 0x56, 0x9d, 0x35 },
    { 0x1e, 0x24, 0x0e, 0x5e, 0x63, 0x58, 0xd1, 0xa2, 0x25, 0x22, 0x7c, 0x3b, 0x01, 0x21, 0x78, 0x87 }, { 0xd4, 0x00, 0x46, 0x57, 0x9f, 0xd3, 0x27, 0x52, 0x4c, 0x36, 0x02, 0xe7, 0xa0, 0xc4, 0xc8, 0x9e },
    { 0xea, 0xbf, 0x8a, 0xd2, 0x40, 0xc7, 0x38, 0xb5, 0xa3, 0xf7, 0xf2, 0xce, 0xf9, 0x61, 0x15, 0xa1 }, { 0xe0, 0xae, 0x5d, 0xa4, 0x9b, 0x34, 0x1a, 0x55, 0xad, 0x93, 0x32, 0x30, 0xf5, 0x8c, 0xb1, 0xe3 },
    { 0x1d, 0xf6, 0xe2, 0x2e, 0x82, 0x66, 0xca, 0x60, 0xc0, 0x29, 0x23, 0xab, 0x0d, 0x53, 0x4e, 0x6f }, { 0xd5, 0xdb, 0x37, 0x45, 0xde, 0xfd, 0x8e, 0x2f, 0x03, 0xff, 0x6a, 0x72, 0x6d, 0x6c, 0x5b, 0x51 },
    { 0x8d, 0x1b, 0xaf, 0x92, 0xbb, 0xdd, 0xbc, 0x7f, 0x11, 0xd9, 0x5c, 0x41, 0x1f, 0x10, 0x5a, 0xd8 }, { 0x0a, 0xc1, 0x31, 0x88, 0xa5, 0xcd, 0x7b, 0xbd, 0x2d, 0x74, 0xd0, 0x12, 0xb8, 0xe5, 0xb4, 0xb0 },
    { 0x89, 0x69, 0x97, 0x4a, 0x0c, 0x96, 0x77, 0x7e, 0x65, 0xb9, 0xf1, 0x09, 0xc5, 0x6e, 0xc6, 0x84 }, { 0x18, 0xf0, 0x7d, 0xec, 0x3a, 0xdc, 0x4d, 0x20, 0x79, 0xee, 0x5f, 0x3e, 0xd7, 0xcb, 0x39, 0x48 }
};
/**
*@brief        国密SM4算法的实现
*/
class CPCSM4 : CPCNoCopyable
{
public:
    /***********************************************************************************************************************
    * Routine Description:
    *    标准的SM4加解密函数。输入/出数据长度固定为16字节。密钥长度16字节。
    * Arguments:
    *    bEncrypt    [in]    是否是加密。true加密，false解密
    *    szData        [in]    需加密/解密的数据
    *    szResult    [out]    输出结果
    *    szKey        [in]    加密/解密密钥
    *    nKeyLen        [in]    密钥长度
    * Return Value:
    *    0成功，其他为错误码
    ************************************************************************************************************************/
    static CPCResult<> SM4_STD(bool bEncrypt, const  unsigned char szData[16], unsigned char szResult[16], const unsigned char* szKey, unsigned int nKeyLen)
    {
        //参数校验
        CPCResult<> result;
        if (!szData || !szResult || !szKey)
        {
            return result.SetFail("!szData   || !szResult ||  !szKey");
        }
        if (16 != nKeyLen)
        {
            return result.SetFail("16 != nKeyLen");
        }

        //传入的数组有可能是静态数据，由于接下来要做大量的指针操作，所以将其拷贝一份
        unsigned char szRealData[16] = { 0 };    //用来做运算的输入
        unsigned char szRealKey[16] = { 0 };    //用来做运算的密钥
        memcpy(szRealData, szData, 16);
        memcpy(szRealKey, szKey, 16);

        unsigned int wInput[36] = { 0 };    //输入数据的操作缓冲区,将16字节输入分为4个字，保存在这个数组的前4个元素中
        unsigned int wSubKeys[32] = { 0 };    //32个轮密钥，每个密钥一个字
        unsigned int wMK[4] = { 0 };    //密钥的分字进行操作缓冲区，将一个16字节的密钥分为4个字。

        //生成轮密钥
        Pub_Convert4ByteToWord(szKey, wMK, 4);
        GenerateSubKeys(bEncrypt, wMK, wSubKeys);

        //对明文进行分字
        Pub_Convert4ByteToWord(szData, wInput, 4);

        //F函数的32轮迭代
        for (unsigned int i = 0; i < 32; i++)
        {
            F_Func(wInput, wSubKeys, i);
        }

        //反序变换，并将结果将字转换为字节数组形式
        Pub_ConvertWordTo4Byte(wInput + 35, szResult, 1);
        Pub_ConvertWordTo4Byte(wInput + 34, szResult + 4, 1);
        Pub_ConvertWordTo4Byte(wInput + 33, szResult + 8, 1);
        Pub_ConvertWordTo4Byte(wInput + 32, szResult + 12, 1);

        return result;
    }


    /***********************************************************************************************************************
    * Routine Description:
    *    对任意长度的输入使用SM4算法采用ECB模式对szInput数据进行加/解密，输出放在szOutput中，如果在加密时有填充，则解密后不会自动去掉填充数据。
    *    明文进行16字节分组，如果输入数据长度不是16的整数倍，则使用指定字符填充；如果有特殊的填充需求，可先填成16的整数倍。
    * Arguments:
    *    bEncrypt    [in]        是否是加密。true加密，false解密
    *    szInput        [in]        输入数据buffer的指针
    *    nInputLen    [in]        输入数据的长度
    *    szOutput    [IN/OUT]    输出数据的buffer指针，需要调用者分配空间！
    *    nOutputLen    [IN/OUT]    输出数据的长度指针。[in]传入szOutput分配空间长度，[out]传出szOutput的内容长度。建议：分配空间长度 > 输入数据长度+16字节
    *    szkey        [in]        密钥
    *    nKeyLen        [in]        密钥长度
    *    chPadding    [in]        输入数据不足16字节的整数倍时，填充的数据，一般为0x00
    * Return Value:
    *    0成功，其他为错误码
    ************************************************************************************************************************/
    static CPCResult<> SM4_ECB(bool bEncrypt, unsigned char* szInput, unsigned int nInputLen, unsigned char* szOutput, unsigned int* nOutputLen, unsigned char* szKey, unsigned int nKeyLen, unsigned char chPadding)
    {
        //参数校验
        CPCResult<> result;
        if (!szInput || !szOutput || !szKey || !nOutputLen)
        {
            return result.SetFail("!szInput || !szOutput || !szKey || !nOutputLen");
        }
        if (nInputLen < 1 || ((*nOutputLen) < (nInputLen + 16)))
        {
            return result.SetFail("nInputLen < 1   ||( (*nOutputLen) < (nInputLen+16) )");
        }
        if (16 != nKeyLen)
        {
            return result.SetFail("");
        }

        Pub_ECB(bEncrypt, szInput, nInputLen, szOutput, nOutputLen, szKey, nKeyLen, chPadding, 16, SM4_STD);
        return result;
    }


    /***********************************************************************************************************************
    * Routine Description:
    *    对任意长度的输入使用SM4算法采用CBC模式对szInput数据进行加/解密，输出放在szOutput中，如果在加密时有填充，则解密后不会自动去掉填充数据。
    *    明文进行16字节分组，如果输入数据长度不是16的整数倍，则使用指定字符填充；如果有特殊的填充需求，可先填成16的整数倍。
    * Arguments:
    *    bEncrypt    [in]        是否是加密。true加密，false解密
    *    szInput        [in]        输入数据buffer的指针
    *    nInputLen    [in]        输入数据的长度
    *    szOutput    [IN/OUT]    输出数据的buffer指针，需要调用者分配空间！
    *    nOutputLen    [IN/OUT]    输出数据的长度指针。[in]传入szOutput分配空间长度，[out]传出szOutput的内容长度。建议：分配空间长度 > 输入数据长度+16字节
    *    szkey        [in]        密钥
    *    nKeyLen        [in]        密钥长度
    *    szIV        [in]        CBC模式初始向量的指针，默认长度为16字节。如果传入空指针NULL，则默认使用16个字节0作为初始向量。
    *    chPadding    [in]        输入数据不足16字节的整数倍时，填充的数据，一般为0x00
    * Return Value:
    *    0成功，其他为错误码
    ************************************************************************************************************************/
    static CPCResult<> SM4_CBC(bool bEncrypt, unsigned char* szInput, unsigned int nInputLen, unsigned char* szOutput, unsigned int* nOutputLen, unsigned char* szKey, unsigned int nKeyLen, unsigned char szIV[16], unsigned char chPadding)
    {
        //参数校验
        CPCResult<> result;
        if (!szInput || !szOutput || !szKey || !nOutputLen)
        {
            return result.SetFail("!szInput || !szOutput || !szKey || !nOutputLen ");
        }
        if (nInputLen < 1 || ((*nOutputLen) < (nInputLen + 16)))
        {
            return result.SetFail("nInputLen < 1   ||( (*nOutputLen) < (nInputLen+16) )");
        }
        if (16 != nKeyLen)
        {
            return result.SetFail("16 != nKeyLen");
        }

        Pub_CBC(bEncrypt, szInput, nInputLen, szOutput, nOutputLen, szKey, nKeyLen, szIV, chPadding, 16, SM4_STD);
        return result;
    }

    /***********************************************************************************************************************
    * Routine Description:
    *    对任意长度的输入使用SM4算法采用ANSI X9.9标准计算MAC。
    *    计算过程：
    *    1.MAC数据先按16字节分组，表示为D0～Dn，如果Dn不足16字节时，尾部以指定数据(按标准来说应该是0x00)补齐。
    *    2.初始向量异或D0，用MAC密钥加密异或后的D0，加密结果与D1异或作为下一次的输入。
    *    3.将上一步的加密结果与下一分组异或，然后再用MAC密钥加密。
    *    4.直至所有分组结束，最后一分组的16字节即为MAC值。
    * Arguments:
    *    szInput        [in]        输入数据buffer的指针
    *    nInputLen    [in]        输入数据的长度
    *    szOutput    [IN/OUT]    输出数据的buffer指针，需要调用者分配空间！
    *    nOutputLen    [IN/OUT]    输出数据的长度指针。[in]传入szOutput分配空间长度，[out]传出szOutput的内容长度。建议：分配空间长度 >= 16字节
    *    szkey        [in]        密钥
    *    nKeyLen        [in]        密钥长度
    *    szIV        [in]        初始向量的指针，默认长度为16字节。如果传入空指针NULL，则默认使用16个字节0作为初始向量。
    *    chPadding    [in]        输入数据不足16字节的整数倍时，填充的数据，一般为0x00
    * Return Value:
    *    0成功，其他为错误码
    ************************************************************************************************************************/
    static CPCResult<> SM4_MAC_ANSI99(unsigned char* szInput, unsigned int nInputLen, unsigned char* szOutput, unsigned int* nOutputLen, unsigned char *szKey, unsigned int nKeyLen, unsigned char szIV[16], unsigned char chPadding)
    {
        CPCResult<> result;
        if ((*nOutputLen) < 16)
        {
            return result.SetFail("(*nOutputLen) < 16 ");
        }

        unsigned int nCBCRetLen = sizeof(unsigned char) * (nInputLen + 16);
        unsigned char* szCBCRet = (unsigned char*)malloc(nCBCRetLen);
        if (NULL == szCBCRet)
        {
            return result.SetFail("NULL == szCBCRet");
        }

        result = SM4_CBC(true, szInput, nInputLen, szCBCRet, &nCBCRetLen, szKey, nKeyLen, szIV, chPadding);
        if (result)
        {
            //取最后16字节作为MAC
            unsigned int nLastPos = nCBCRetLen - 16;
            memcpy(szOutput, szCBCRet + nLastPos, 16);
            *nOutputLen = 16;
        }

        if (szCBCRet)
        {
            free(szCBCRet);
            szCBCRet = NULL;
        }
        return result;
    }

    /***********************************************************************************************************************
    * Routine Description:
    *    对任意长度的输入使用SM4算法采用ANSI X9.9标准和PBOC填充标准计算MAC。
    *    计算过程：
    *    1.PBOC填充：将输入数据强制填充0x80，如果填充后的数据按照16字节分组后最后一组依然不够16字节，则用0x00填充。
    *    2.使用SM4_MAC_ANSI99计算MAC。
    * Arguments:
    *    szInput        [in]        输入数据buffer的指针
    *    nInputLen    [in]        输入数据的长度
    *    szOutput    [IN/OUT]    输出数据的buffer指针，需要调用者分配空间！
    *    nOutputLen    [IN/OUT]    输出数据的长度指针。[in]传入szOutput分配空间长度，[out]传出szOutput的内容长度。建议：分配空间长度 >= 16字节
    *    szkey        [in]        密钥
    *    nKeyLen        [in]        密钥长度
    *    szIV        [in]        初始向量的指针，默认长度为16字节。如果传入空指针NULL，则默认使用16个字节0作为初始向量。
    * Return Value:
    *    0成功，其他为错误码
    ************************************************************************************************************************/
    static CPCResult<> SM4_MAC_PBOC(unsigned char* szInput, unsigned int nInputLen, unsigned char* szOutput, unsigned int* nOutputLen, unsigned char* szKey, unsigned int nKeyLen, unsigned char szIV[16])
    {
        CPCResult<> result;
        unsigned char szUsingIV[16] = { 0 };    //计算时使用的初始向量

        //参数校验
        if (!szInput || !szOutput || !szKey || !nOutputLen)
        {
            return result.SetFail("!szInput || !szOutput || !szKey || !nOutputLen");
        }
        if (nInputLen < 1 || ((*nOutputLen) < 16))
        {
            return result.SetFail("nInputLen < 1  ||   ( (*nOutputLen) < 16 ) ");
        }
        if (NULL != szIV)
        {
            memcpy(szUsingIV, szIV, 16);
        }

        unsigned int nPaddingRetLen = sizeof(unsigned char) * (nInputLen + 16);
        unsigned char* szPaddingRet = (unsigned char*)malloc(nPaddingRetLen);
        if (NULL == szPaddingRet)
        {
            return result.SetFail("NULL == szPaddingRet");
        }

        //使用PBOC填充标准填充
        Pub_PaddingData(szInput, nInputLen, szPaddingRet, &nPaddingRetLen, 16, true, 0x80, 0x00);

        //计算MAC
        result = SM4_MAC_ANSI99(szPaddingRet, nPaddingRetLen, szOutput, nOutputLen, szKey, nKeyLen, szUsingIV, 0x00);

        if (szPaddingRet)
        {
            free(szPaddingRet);
            szPaddingRet = NULL;
        }
        return result;
    }


    /***********************************************************************************************************************
    * Routine Description:
    *    使用SM4算法计算Pinblock(银联SM算法指引V2.1)，使用ANSI X9.8标准加密得到PinBlock或解密PinBlock得到用户输入数据(一般是密码)。
    *    PinBlock生成流程：
    *    1.填充用户输入的密码，在密码前填充2个字符的密码长度，在后面填充字符'f'直到32个字符为止；
    *    2.填充用户输入的账号，去掉账号最后一个字符的校验位，然后从后往前取12个字符，在这个数据的最前面填充字符'0'直到32个字符为止。
    *    3.将填充后的密码和账号转换为16进制表示，得到两个16字节HEX数据，然后异或这二者得PAN；
    *    4.将PAN用密钥加密，得到PinBlock；
    *    Pinblock解密流程：
    *    1.填充用户输入的账号，去掉账号最后一个字符的校验位，然后从后往前取12个字符，在这个数据的最前面填充字符'0'直到32个字符为止。
    *    2.转换填充后的账号压缩为16进制表示，得到16字节账号HEX数据；
    *    3.将用户输入的PinBlock使用密钥解密，得到PAN；
    *    4.异或PAN和第(2)步产生的填充账号，得到密码的填充形式作为输出
    * Arguments:
    *    bEncrypt    [in]        是否是加密。true表示生成PinBlock，false表示将PinBlock数据解密成用户密码明文(不自动去掉填充)。
    *    szInput     [in]        输入数据buffer的指针，加密模式下，一般为用户的密码；解密模式下，一般为PinBlock数据。
    *    nInputLen   [in]        输入数据的长度，加密模式下为用户密码的位数，nInputLen>1且<14;解密模式下，nInputLen=16字节
    *    szOutput    [IN/OUT]    输出数据的buffer指针，需要调用者分配空间！
    *    nOutputLen  [IN/OUT]    输出数据的长度指针，[in]传入szOutput分配空间长度，[out]传出szOutput的内容长度。建议：分配空间长度 >= 16字节
    *    szkey       [in]        用于加密的密钥，16字节
    *    szAccount   [in]        主账号完整数据，一般为19位卡号。用字符串表示。以'\0'为字符串结尾。
    * Return Value:
    *    0成功，其他为错误码
    ************************************************************************************************************************/
    static CPCResult<> SM4_PinBlock_ANSI98(bool bEncrypt, unsigned char* szInput, unsigned int nInputLen, unsigned char* szOutput, unsigned int* nOutputLen, unsigned char szKey[16], char* szAccount)
    {
        //参数校验
        CPCResult<> result;
        if (!szInput || !szOutput || !szKey || !nOutputLen || !szAccount)
        {
            return result.SetFail("!szInput || !szOutput || !szKey || !nOutputLen || !szAccount");
        }
        if (bEncrypt && (nInputLen <1 || nInputLen>14))
        {
            return result.SetFail("bEncrypt && (nInputLen <1 || nInputLen>14)");
        }
        if (!bEncrypt && nInputLen != 16)
        {
            return result.SetFail("!bEncrypt && nInputLen != 16");
        }
        if (strlen(szAccount) < 12 || strlen(szAccount) > 25)
        {
            return result.SetFail("strlen(szAccount) < 12 ||  strlen(szAccount) > 25");
        }
        if ((*nOutputLen) < 16)
        {
            return result.SetFail("(*nOutputLen) < 16 ");
        }

        char strPaddedAcc[32 + 1] = { 0 };
        int nAccLen = (int)strlen(szAccount);
        int nPaddingStartPos = ((nAccLen == 12) ? 0 : (nAccLen - 1 - 12));

        //填充主账号 公司暂定标准(长沙银行)
        /*strncpy(strPaddedAcc,"00000000000000000000000000000000\0",33);
        strncpy(strPaddedAcc+4,(char*)(szAccount+nPaddingStartPos),12);
        asc_hex(strPaddedAcc,szHexPaddedAcc,nPaddedAccLen);*/

        //填充主账号 银联标准
        strncpy(strPaddedAcc, "00000000000000000000000000000000\0", 33);
        strncpy(strPaddedAcc + 20, (char*)(szAccount + nPaddingStartPos), 12);
        std::string vecHexPaddedAcc = CPCStrUtil::PCDsp2Bytes(strPaddedAcc);

        //生成PinBlock
        if (bEncrypt)
        {
            char strPaddedPin[32 + 1] = { 0 };

            //填充密码
            strncpy(strPaddedPin, "ffffffffffffffffffffffffffffffff\0", 33);
            snprintf(strPaddedPin, nInputLen + 2, "%02x%s", nInputLen, szInput);
            std::string vecHexPaddedPin = CPCStrUtil::PCDsp2Bytes(strPaddedPin);

            //异或得PAN
            unsigned char szPan[16] = { 0 };
            memcpy(szPan, vecHexPaddedAcc.data(), 16);
            PCXOR2Array((const unsigned char*)vecHexPaddedPin.data(), szPan, 16);

            //加密PAN得PinBlock
            SM4_STD(bEncrypt, szPan, szOutput, szKey, 16);
        }
        //解密PinBlock
        else
        {
            unsigned char szPan[16] = { 0 };

            //将PinBlock用工作密钥解密得到PAN
            SM4_STD(bEncrypt, szInput, szPan, szKey, 16);

            //将PAN异或主账号的填充数据得到输出数据
            PCXOR2Array((const unsigned char*)vecHexPaddedAcc.data(), szPan, 16);
            memcpy(szOutput, szPan, 16);
        }
        *nOutputLen = 16;

        return result;
    }
private:

    /***********************************************************************************************************************
    * Routine Description:
    *    子密钥生成函数。根据传入的DES密钥，生成32个子密钥,每个密钥1个字，用于F函数迭代。
    * Arguments:
    *    bEncrypt        [in]    生成的密钥类型，true加密密钥，false解密密钥
    *    wMK                [in]    输入密钥的分字表示形式
    *    wSubKeys        [out]    子密钥列表，共32个子密钥，每个子密钥1个字
    * Return Value:
    *    void
    ************************************************************************************************************************/
    static void GenerateSubKeys(bool bEncrypt, unsigned int wMK[4], unsigned int wSubKeys[32])
    {
        unsigned int wTmpKeys[36] = { 0 };    //用来做运算的临时密钥
        unsigned int wT_Ret = 0;            //每轮T变换的结果

        //将加密密钥与系统参数FK进行异或
        wTmpKeys[0] = wMK[0] ^ PCSM4BOX_FK[0];
        wTmpKeys[1] = wMK[1] ^ PCSM4BOX_FK[1];
        wTmpKeys[2] = wMK[2] ^ PCSM4BOX_FK[2];
        wTmpKeys[3] = wMK[3] ^ PCSM4BOX_FK[3];

        //32轮迭代，产生32个子密钥
        for (unsigned int i = 0; i<32; i++)
        {
            //T′变换
            T_Permute(1, wTmpKeys[i + 1] ^ wTmpKeys[i + 2] ^ wTmpKeys[i + 3] ^ PCSM4BOX_CK[i], &wT_Ret);

            //生成子密钥
            wTmpKeys[i + 4] = wTmpKeys[i] ^ wT_Ret;
            wSubKeys[i] = wTmpKeys[i + 4];
        }

        //解密轮密钥是加密轮密钥的逆序
        if (!bEncrypt)
        {
            unsigned int wSwapTmpKey;
            for (unsigned int i = 0; i < 16; i++)
            {
                wSwapTmpKey = wSubKeys[i];
                wSubKeys[i] = wSubKeys[31 - i];
                wSubKeys[31 - i] = wSwapTmpKey;
            }
        }
    }

    /***********************************************************************************************************************
    * Routine Description:
    *    SM4的迭代函数F(会被调用32次)。
    * Arguments:
    *    wInput            [in]    输入数据
    *    wSubKeys        [in]    子密钥列表
    *    nTimes            [in]    表示进行第几轮迭代,范围 [0,32)
    * Return Value:
    *    void
    ************************************************************************************************************************/
    static void F_Func(unsigned int* wInput, unsigned int wSubKeys[32], unsigned int nTimes)
    {
        unsigned int wT_Ret = 0;

        //T变换
        T_Permute(0, wInput[nTimes + 1] ^ wInput[nTimes + 2] ^ wInput[nTimes + 3] ^ wSubKeys[nTimes], &wT_Ret);

        //将组0数据和T变换结果异或
        wInput[nTimes + 4] = wInput[nTimes] ^ wT_Ret;
    }

    /***********************************************************************************************************************
    * Routine Description:
    *    S盒置换函数，进行非线性变换，是算法的核心部分。S盒的规则是输入8比特，输出8比特。但是在本函数中可以一次进行多组变换。
    * Arguments:
    *    chInput        [in]    输入数据组
    *    chOutput    [out]    输出数据组
    *    nTimes        [in]    表示要变换多少组数据
    * Return Value:
    *    void
    ************************************************************************************************************************/
    static void S_Permute(unsigned char* chInput, unsigned char* chOutput, unsigned int nTimes)
    {
        unsigned int x;    //S盒中的行
        unsigned int y; //S盒中的列

        for (unsigned int i = 0; i < nTimes; i++)
        {
            x = chInput[i] / 0x10;
            y = chInput[i] % 0x10;
            chOutput[i] = PCSM4BOX_S[x][y];
        }
    }

    /***********************************************************************************************************************
    * Routine Description:
    *    SM4中定义的合成置换T，由非线性变换t和线性变换L(或L′)复合而成。
    * Arguments:
    *    nLType            [in]    线性变换L的类型。当nLType=0，表示在轮函数F中，算法使用L；当nLType 不为 0时，表示在密钥扩展算法中，算法使用L′
    *    wInput            [in]    输入数据，表示需要进行合成置换的数据，1个字
    *    wOutput            [out]    输出数据，合成置换后的结果，1个字
    * Return Value:
    *    void
    ************************************************************************************************************************/
    static void T_Permute(unsigned int nLType, unsigned int wInput, unsigned int *wOutput)
    {
        unsigned int wt_Ret = 0;        //t变换的结果
        unsigned char chS_Input[4] = { 0 };    //S盒的输入
        unsigned char chS_Output[4] = { 0 };    //S盒的输出

        //t变换
        Pub_ConvertWordTo4Byte(&wInput, chS_Input, 1);
        S_Permute(chS_Input, chS_Output, 4);
        Pub_Convert4ByteToWord(chS_Output, &wt_Ret, 1);

        if (0 == nLType)
        {
            //L变换
            *wOutput = wt_Ret ^ (Pub_LeftSlide(wt_Ret, 2)) ^ (Pub_LeftSlide(wt_Ret, 10)) ^ (Pub_LeftSlide(wt_Ret, 18)) ^ (Pub_LeftSlide(wt_Ret, 24));
        }
        else
        {
            //L′变换
            *wOutput = wt_Ret ^ Pub_LeftSlide(wt_Ret, 13) ^ Pub_LeftSlide(wt_Ret, 23);
        }
    }

    /**
    *@brief        [内部函数]国密SM中定义的循环左移操作<<<，将一个输入数据循环左移nTimes位
    *@param        wInput    [in]    输入数据组
    *@param        nTimes    [in]    表示要左移多少位
    *@return    移动后的输出结果。
    */
    static unsigned int Pub_LeftSlide(unsigned int wInput, unsigned int nTimes)
    {
        unsigned int nWordLen = 8 * sizeof(unsigned int);

        unsigned int wTmp;
        wTmp = wInput >> (nWordLen - nTimes);
        wInput = wInput << nTimes;
        wInput = wInput | wTmp;
        return wInput;
    }

    /**
    *@brief        [内部函数]将字节数组按照每4个字节一组合成到一个长整形数组中。
    *@param        szByte    [in]    传入的字节数组
    *@param        szWord    [out]    输出的长整形数组。如果只有一个元素，则直接传入地址即可。
    *@param        nTimes    [in]    表示有多少个组(4字节一组)
    *@return    无
    */
    static void Pub_Convert4ByteToWord(const unsigned char* szByte, unsigned int* wWord, unsigned int nTimes)
    {
        for (unsigned int i = 0, j = 0; i < nTimes; i++, j += 4)
        {
            wWord[i] = ((szByte[j] << 24) |
                (szByte[j + 1] << 16) |
                (szByte[j + 2] << 8) |
                (szByte[j + 3])
                );
        }
    }

    /**
    *@brief        [内部函数]将长整形数组分离成字节数组 ，每个长整形数组元素可以分离出字节数组的4个元素。
    *            是Convert4ByteToWord的逆运算。
    *@param        szWord        [in]    传入的长整形数组。如果只有一个元素，则直接传入地址即可。
    *@param        szByte        [out]    输出的字节数组
    *@param        nTimes        [in]    表示有多少个组(4字节一组)
    *@return    无
    */
    static void Pub_ConvertWordTo4Byte(const unsigned int* wWord, unsigned char* szByte, unsigned int nTimes)
    {
        for (unsigned int i = 0, j = 0; i < (nTimes * 4); i += 4, j++)
        {
            szByte[i] = (unsigned char)(wWord[j] >> 24);
            szByte[i + 1] = (unsigned char)(wWord[j] >> 16);
            szByte[i + 2] = (unsigned char)(wWord[j] >> 8);
            szByte[i + 3] = (unsigned char)(wWord[j]);
        }
    }
};

#endif    //___PCLIB_S_SM4___